常用等离子切割方法及其选用
15 第十五章 等离子弧
6
3 4
1—钨极，2—喷嘴，3—转移弧，4—工件，5—离子气，6—冷却水
3 联合型等离子弧 工作时，非转移型弧和转移型弧同时存在。
7
用于微束等 离子弧焊和 粉末堆焊等
1—钨极，2—喷嘴，3—转移弧，4—非转移弧，5—工件 6—冷却水，7—离子气。
第二节 等离子弧焊的适用范围
一 二 操作方式
手工和自动
2 割枪：一般由电极、电极夹头、喷嘴、冷却水 套、中间绝缘体、气室、水路、馈电体组成。
第六节 等离子弧切割工艺参数的选择
一 气体选择
各种工作气体在等离子弧切割中的适用性
气体 Ar、Ar+H2 Ar+N2、Ar+H2+N2
主要用途 切割不锈钢、有色 金属及其合金。
备注 Ar仅用于切割薄金 属。
N2、N2+H2
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4
5
用于非金属材料切割，也 可用于金属材料切割，但 由于工件不接电源，弧度 挺度差，故能切割金属材 料较薄。
1—钨极，2—喷嘴，3—非转移弧，4—冷却水， 5—弧焰，6—离子气。
2
转移型等离子弧 钨极接电源负极，工件接电源正极，等离子弧 体产生于钨极与工件之间。
55 5 1
2
用于金属焊接、 切割
一 等离子切割时一种常用的金属和非金属材料 切割工艺方法。它利用高速、高温、高能的等离 子气流来加热和熔化被切割材料，并借助内部的 或者外部的高速气流或水流将熔化材料排开直至 等离子气流束穿透背面而形成割口。
单—空气式
复合式
二 切割设备组成 1 切割电源：一般采用陡降外特性电源，但空 载电压一般大于150V，水再压缩空气等离子切割 电源空载电压可高达600V。根据采用不同电流等 级和工件气体而选定空载电压。电流等级越大， 选用空载电压越高。
等离子弧切割操作规程
等离子弧切割操作规程等离子弧切割是一种常见的金属加工方法，通过高温等离子弧将金属材料切割成所需形状。
为了确保切割效果和操作安全，下面将介绍等离子弧切割的操作规程。
一、准备工作1.1 确认切割材料和厚度：根据需要切割的金属材料和厚度选择适当的等离子弧切割设备。
1.2 检查设备状态：确保等离子弧切割设备的电源、气源、水源等正常运转，无异常情况。
1.3 确保操作环境安全：切割操作应在通风良好的场所进行，避免切割过程中产生有害气体。
二、操作步骤2.1 调整切割参数：根据切割材料的种类和厚度，设置合适的等离子弧电流、气体流量和切割速度。
2.2 确定切割路径：根据工件的形状和要求，确定切割路径，并确保切割方向正确。
2.3 开始切割：将切割火焰对准工件表面，按下启动按钮开始切割，保持稳定的切割速度。
三、注意事项3.1 防止过热：避免切割过程中工件过热，可适时住手切割进行冷却。
3.2 防止溅射：注意保护眼睛和皮肤，避免等离子弧切割过程中产生的金属溅射伤害。
3.3 定期维护设备：定期清洁和保养等离子弧切割设备，确保设备正常运转。
四、结束操作4.1 住手切割：在切割完成后，及时住手等离子弧切割设备，关闭电源温和源。
4.2 清理工作区：清理切割过程中产生的金属屑和废料，保持工作区整洁。
4.3 检查设备：检查等离子弧切割设备是否有损坏或者异常，及时进行维修或者更换。
五、安全注意5.1 穿戴防护装备：切割操作时应穿戴防护眼镜、手套等防护装备，确保人身安全。
5.2 避免空转：避免等离子弧切割设备空转，以免损坏设备或者造成危（wei）险。
5.3 遵守操作规程：严格按照等离子弧切割的操作规程进行操作，确保安全和效果。
通过以上操作规程，可以有效地进行等离子弧切割操作，确保切割效果和操作安全。
在实际操作中，操作人员应严格遵守规程，做好安全防护工作，提高工作效率和质量。
第十一章 第十一章 等离子弧焊接与切割
第十一章等离子弧焊接与切割第一节等离子弧概述一、等离子弧原理等离子弧是自由电弧压缩而成的。
电弧通过水冷喷嘴、限制其直径，称机械压缩。
水冷内壁温度较低，紧贴喷嘴内壁的气体温度也极低，形成了一定厚度的冷气膜，冷气膜进一步迫使弧柱截面减小，称热压缩。
弧柱截面的缩小，使电流密度大为提高，增强了磁收缩效应，称磁压缩。
在三种压缩的作用下，等离子弧的能量集中(能量密度可达105～106W／cm2)，温度高(弧柱中心温度18000～24000K)，焰流速度大(可达300m／s)。
这些特性使得等离子弧广泛应用于焊接、喷涂、堆焊及切割。
二、等离子弧的特点由于等离子弧的特性，与钨极氩弧焊相比，有以下特点：(1)等离子弧能量集中、温度高，对于大多数金属在一定厚度范围内都能获得小孔效应，可以得到充分熔透、反面成形均匀的焊缝。
(2)电弧挺度好，等离子弧的扩散角仅5°左右，基本上是圆柱形，弧长变化对工件上的加热面积和电流密度影响比较小。
所以，等离子弧焊弧长变化对焊缝成形的影响不明显。
(3)焊接速度比钨极氩弧焊快。
(4)能够焊接更细、更薄加工件。
(5)其设备比较复杂、费用较高，工艺参数调节匹配也比较复杂。
三、等离子弧的类型按电源连接方式，等离子弧有非转移型、转移型和联合型三种形式。
(一)联合型等离子弧工作时，非转移型弧和转移弧同时存在，称为联合型等离子弧。
主要用于微束等离子弧焊和粉末堆焊等。
(二)非转移型等离子弧钨极接电源负极，喷嘴接电源正极，等离子弧体产生在钨极和喷嘴之间，在离子气流压送下，弧焰从喷嘴中喷出，形成等离子焰。
(三)转移型等离子弧钨极接电源负极，工件接电源正极，等离子弧体产生于钨极与工件之间。
转移弧难以直接形成，必须先引燃非转移弧，然后才能过渡到转移弧。
金属焊接、切割几乎均采用转移型弧。
四、适用范围1、操作方式等离子弧焊适于手工和自动两种操作，可以焊接连续或断续的焊缝。
焊接时可添加或不添加填充金属。
2、被焊金属一般TIG能焊的大多数金属，均可用等离子弧焊接，如碳钢、不锈钢、铜合金、镍及其合金、钛及其合金等。
等离子弧切割工艺
等离子弧切割工艺等离子切割适合于所有金属材料和部分非金属材料，是切割不锈钢、铝及铝合金、铜及铜合金等有色金属的有效方法。
最大切割厚度可达到180～200mm。
目前已用切割厚度35mm以下的低碳钢和低合金结构钢。
厚度25mm以下的碳钢板切割时，采用等离子弧切割双氧-乙炔切割快5倍左右；而对于大于25mm的板切割时，氧-乙炔切割速度快些。
1．气体选择等离子弧切割工作气体既是等离子弧的导电介质，同时还要排除切口中的熔融金属，因此对等离子弧的切割特性以及切割质量和速度有明显的影响。
等离子弧切割在生产中通常使用的离子气体有N2、Ar、N 2+H2、N2+Ar，也有用压缩空气、氧气、水蒸气或水作为产生等离子弧的介质。
离子气的种类决定切割时的弧压，弧压越高切割功率越大，切割速度及切割厚度都相应提高。
但弧压越高，要求切割电源的空载电压也越高，否则难以引弧或电弧在切割过程中容易熄灭。
各种工作气体在等离子弧切割中的适用性见表1，等离子弧切割常用气体的选择见表2。
N2是一种广泛采用的切割离子气，氮气的热压缩效应比较强，携带性好，动能大，价廉易得，是一种被广泛应用的切割气体。
但氮气用作离子气时，由于引弧性和稳弧性较差，需要有较高的空载电压，一般在165V以上。
氢气的携热性、导热性都很好，所需分子分解热较大，故要求更高的空载电压（350V以上）才能产生稳定的等离子弧。
由于氢气等离子弧的喷嘴很易烧损，因此氢常作为一种辅助气体而被加入，特别是大厚度工件切割时加入一点氢对提高切割能力和改善切口质量有显著成效。
用工业纯氩作为切割气体，只需要用较低的空载电压（70～90V），但切割厚度仅在30mm以下，且由于氩气费用较高，不经济，所以一般不常使用。
N2、H2、Ar任意两种气体混合使用，比任何一种单一气体使用时效果好，因它们可以相互取长补短，各自发挥其特长。
其中尤以Ar+H 2及N 2+H 2混合气体切口质量和切割效果最好。
切割较大厚度时，用N 2+H 2混合气体。
等离子切割技术操作规程(标准)
等离子切割技术操作规程（标准）等离子切割技术是一种高效的金属切割技术，广泛应用于工业生产中。
在操作等离子切割技术时，为保证操作安全和切割效果，需要遵守一定的操作规程。
本文将介绍等离子切割技术的操作规程（标准），以供参考。
一、安全措施1. 操作前，应先熟悉等离子切割机的使用说明，确定操作过程中的安全要求和注意事项。
2. 确保设备的接地和绝缘，防止电气性能不良带来的安全事故。
3. 操作过程中应戴上耐高温手套、眼镜和防护面罩，以防止金属粉尘、火花和烟尘等物质对人体产生危害。
4. 网络、电脑或电视机等电器设备应远离等离子切割机设备，以避免出现电磁干扰。
5. 在操作时，应使用质量合格的切割刀具和电源电缆，并确保刀具和电缆不损坏磨损。
6. 在操作时禁止使用混合气体，避免发生爆炸和其他情况。
7. 关注设备体内压力状况，确保设备正常使用。
二、设备操作1. 确认设备和刀具处于正常工作状态后，才能进行操作，避免在工作过程中意外情况的发生。
2. 等离子切割时，应按照设计要求，确保切割头与金属工件之间的距离，避免切割头与工件碰撞导致切割头损坏。
3. 在调整等离子切割机的焊接电流时，应严格控制其大小和频率，并且在调整过程中不得将电流过大或过小，否则会影响切割效果。
4. 在切割过程中，需要保证刀具的速度和切割头的深度，同时控制金属工件的加热时间和电流的方向和强度。
5. 在切割过程中，需要注意燃烧和喷射问题，防止工件燃烧或喷射导致意外或伤害。
6. 切割完成后，需要进一步检查设备和刀具的状态，确保设备的正常工作。
三、维护保养1. 在使用等离子切割机后，需要将设备中的水分和金属粉尘进行清理，使其保持干燥和清洁。
2. 需要定期检查设备的线路和管道，确保线路可用，管道无漏水，以保证设备的正常工作。
3. 需要定期更换刀具，保持刀具的锋利和使用寿命。
4. 当设备出现问题时，需要及时联系维修人员并对其进行维修。
通过遵循以上操作规程（标准），可以确保等离子切割技术的安全和效果。
等离子弧切割操作规程
等离子弧切割操作规程一、引言等离子弧切割是一种常用的金属切割方法，通过等离子弧产生的高温和高能量，能够迅速将金属材料切割成所需形状。
为了确保操作的安全性和切割效果的稳定性，制定本操作规程。
二、适用范围本操作规程适用于等离子弧切割操作人员，包括操作前的准备、切割操作过程以及操作后的清理和维护。
三、操作前的准备1. 检查等离子弧切割设备的电源线、气源管道和接地线是否完好无损。
2. 确保切割区域没有易燃物品和易爆物品，保持良好的通风环境。
3. 穿戴个人防护装备，包括防护眼镜、安全帽、防护手套和防护服。
4. 检查等离子弧切割设备的工作状态和切割电极的磨损情况，如有异常应及时更换或维修。
四、切割操作过程1. 打开等离子弧切割设备的电源开关，确保设备正常运行。
2. 调整切割电流和气体流量，根据所需切割材料的厚度和类型进行合理设置。
3. 将等离子弧切割手枪对准切割位置，保持适当的切割距离。
4. 按下手枪扳机，等离子弧开始切割，保持稳定的移动速度和角度，确保切割线条整齐、平滑。
5. 切割过程中，注意观察切割区域的情况，如有异常情况应立即停止操作并检查。
6. 切割完成后，松开手枪扳机，等离子弧停止切割。
7. 关闭等离子弧切割设备的电源开关，切断电源。
五、操作后的清理和维护1. 清理切割区域的金属屑和残留物，保持工作区域的整洁。
2. 检查切割电极和喷嘴的磨损情况，如有需要，及时更换。
3. 定期对等离子弧切割设备进行维护和保养，保证设备的正常运行。
4. 存放等离子弧切割设备和配件时，应放置在干燥、通风的地方，避免受潮和损坏。
六、安全注意事项1. 操作人员必须经过专业培训并取得相应的操作资格证书，严禁无证人员操作。
2. 在切割过程中，严禁将手枪对准人体或其他易燃物品。
3. 切割过程中，应保持专注，避免分心或与他人交谈，以防意外发生。
4. 切割过程中，应避免长时间连续切割，以免设备过热或引起其他故障。
5. 禁止将湿手或带有金属物品的手接触等离子弧切割设备。
等离子切割原理及工艺
---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------等离子切割原理及工艺球团分公司等离子切割原理及相关工艺2019年2月11/ 58等离子切割原理及相关工艺船体构件的边缘加工主要有以下三种方法：一、机械剪切法 (一)机械剪切原理 (二)机械剪切加工工艺二、气割方法(化学切割法) (一) 气割原理 (二) 气割工艺过程三、数控等离子切割法以下就主要介绍一下等离子切割的基本原理以及在造船中的应用---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------ 等离子切割方法? 等离子切割过程与气割原理有本质的区别，它是一个物理切割的过程 ? 利用等离子弧的高温将割缝处金属熔化，并用高速焰流将其吹走 ? 随着割嘴的移动从而形成狭窄缝隙把材料分开 ? 等离子弧又称作压缩电弧 ? 一种导电截面收缩的比较小，从而能量更加集中的电弧3/ 58(一) 等离子弧切割原理1. 等离子弧的产生 ? 产生的原理与焊接用电弧基本相同 ? 电弧是一种稳定的气体放电形式，是电流通过气体的现象? 通常情况下，气体是良好的绝缘体? 在外加能量作用下，气体中一些原子放出电子而变成正离子——电离---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------ 电弧产生的原理? 外加能量的大小，用电离电位表示 ? 根据外界供给能量的方式，气体电离可以分为三种形式光电离、碰撞电离和热电离 ? 电弧中气体的电离主要是热电离 ? 气体电离的程度用电离度表示：离子或电子的密度与电离前中性粒子的密度之比 ? 电离度低于0.1%的气体被称作弱电离体，其性质与未电离气体接近5/ 58电离气体的性质? 电离度达到1%时，气体导电性接近充分电离气体? 等离子弧的温度及电离度比普通焊接电弧有明显的提高? 等离子弧的导电性能没有显著变化 ? 等离子弧弧柱的截面尺寸比较小，它的电阻往往很大 ? 决定气体电离度的主要因素是温度---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------ 等离子体的定义? 在30000K时，各种气体几乎都变成离子，处于完全电离状态? 处于完全电离状态的气体便是所谓的“等离子体”? 这种气体完全由带电粒子组成，具有很强的导电能力，呈现出明显的电磁性能，但其整体却保持着电中性 ? 物质存在的第四态7/ 582. 等离子弧发生装置的原理---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------ 热收缩效应(1)? 电弧通过喷嘴孔道在钨极和被切割金属之间燃烧 ? 弧柱受冷气流及水冷喷嘴孔道壁的冷却作用? 促使电弧的弧柱导电截面缩小，电流密度增加 ? 整个弧柱的能量集中在中心区域9/ 58热收缩效应(2)? 冷却气体的这种作用被称为“热收缩效应”? 在已缩小的截面上通过同样的电流，须提高供给电压 ? 这时，弧柱的电场强度会提高 ? 其值在很大程度上反映了电弧所受到的压缩程度---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------ 磁收缩效应? 等离子弧电流达到相当数值时，弧柱电流产生的磁场对弧柱截面积进一步压缩 ? 这种作用称为“磁收缩效应” ? 自由燃烧电弧也存在磁收缩效应? 等离子弧有较高的电流密度，而且以热收缩做前提，所以磁收缩效应更强11/ 58机械收缩效应? 喷嘴孔道的孔径对弧柱产生强制压缩作用 ? 电弧周围的压缩气流或水流也对弧柱产生强制压缩作用? 这种对电弧的压缩被称为“机械收缩效应”---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------ 等离子切割的实现? 三种收缩效应的压力与等离子弧内部的热扩散作用达到平衡 ? 形成高速高温等离子流，从喷嘴孔喷出 ? 等离子流遇到低温金属便复合成原子或分子并放出能量，使割缝处金属温度迅速升高而熔化 ? 等离子流较强的机械冲力，将被熔化的金属冲走而实现切割13/ 58水射流等离子发生装置? 图示为一种水射流等离子发生装置的切割示意图 ? 与一般等离子弧切割的区别主要在于喷嘴结构上的不同---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------ 水射流等离子发生装置结构? 在喷嘴的弧柱出口处，增加一圈水射流孔 ? 水射流从四周射向电弧，加大热收缩效应 ? 弧柱经水冷却被进一步收缩? 电弧的能量密度更为集中，从而进一步提高切割速度15/ 58等离子弧的类型? 等离子弧的发生装置是在钨极氩弧焊的实践基础上形成的 ? 由电源的连接方式，等离子弧可分为转移型、非转移型和联合型三种---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------ 转移型等离子弧的发生? 电极接负极，工件接正极 ? 电弧首先在电极与喷嘴间形成 ? 然后在电极与工件加一较高电压 ? 等离子弧转移到电极与工件间17/ 58转移型等离子弧的应用? 转移型等离子弧的阴极斑点和阳极斑点分别落在电极和工件上 ? 产生的热量多而且集中 ? 可以用于切割，也可用来进行焊接 ? 这种类型的等离子弧发生在电极和工件间，所以要求工件必须是导体---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------ 非转移型等离子弧? 只是喷嘴接正极 ? 等离子弧产生于电极与喷嘴之间 ? 高温焰流经喷嘴喷出 ? 阳极斑点在喷嘴上，热量损失较多导致等离子弧的温度降低? 适用于薄板的切割和焊接 ? 可以切割金属材料和非金属材料19/ 58联合型等离子弧? 转移型等离子弧和非转移型等离子弧同时存在? 这种类型的等离子弧主要用于微弧焊粉末材料的喷焊---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------ 1. 等离子弧的物理特性(1) 等离子弧的热特性 ? 热特性是一个热源的重要特性 ? 等离子弧的温度、热功率及热效率① 等离子弧的温度? 等离子弧温度主要是指弧柱的温度 ? 弧柱温度一般与电弧功率，气体、电极材料及其它工作条件有关21/ 58气体电离电位对温度的影响? 空间气体成分对弧柱温度影响很大 ? 气体的电离电位高，弧柱温度也高? 电极材料的蒸汽的电离电位较低时，对弧柱温度有很大影响? 熔化的金属极电弧产生电离电位很低的金属蒸汽，温度仅在5000K~ 6000K ? 等离子发生装置后电极常用钨极，很少蒸发---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------ 等离子弧的温度? 等离子弧的弧柱温度可达15000K~50000K，而且从焰心到边缘的温度梯度极大? 转移型等离子弧较另两种类型等离子弧具有更高的温度? 工作气体用氮气，I=300A、U=250V、喷嘴孔径d=2.8mm和气体流量Q=50l/min条件下喷嘴附近最大温度Tmax=30000℃ ? 当I=1500A，d=2.5mm时，Tmax=52000℃，能量集中程度达到1.1×109W/cm223/ 58②离子弧的热功率? 热源温度高，加热能力不一定越大 ? 热源的加热能力取决于它的热功率，即单位时间内能传递多少热能 ? 电弧的热功率是单位时间内电能转变为热能的量，即耗电率 ? 单位时间内电弧产生的热量q 0 =0.24Ih Uh (cal/s)---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------ 等离子弧热功率的计算q 0 =0.24Ih Uh (cal/s)Uh—等离子弧工作电压(V) Ih—等离子弧工作电流(A)? 等离子弧具有较高的电压，所以有较大的热功率? 等离子弧的热功率可以通过很多参数对其进行调整25/ 58热功率的影响参数等离子弧工作电流喷嘴的几何形状和尺寸工作气体的成分和流量电极材料 ? 气体成分的影响对选用工作气体有一定的指导意义 ? 等离子弧作为热源时，气体传递了相当一部分热量---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------ 等离子弧的工作气体? 气体在弧柱加热、分解、电离的过程中吸收热量，并达到很高的温度 ? 气体热分解、电离以及温度升高时，吸收的热量越多，传递热量的能力越大 ? 从加热分解的角度，只有分子态气体才可能分解? 等离子弧的工作气体有：H2、N2、空气、水蒸气和氩气等? 等离子弧燃烧时所用气体的热焓随温度的升高而增大27/ 58③等离子弧的热效率? 电能在等离子枪中转变成热能，并没有全部用于加热工件? 冷却水带走、辐射等? 转移型弧热损失少些，工件可以得到60%的热能? 工件实际得到的热能为等离子弧有效热功率q e =? q 0---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------ (2)等离子弧焰流速度? 等离子弧焰流速度极快，可达到音速甚至超音速 (300~1000m/s)? 具有极强的吹力 ? 工件气体在喷嘴孔道被加热，体积急剧膨胀，喷出速度快(热力加速) ? 切割工艺中，焰流速度快、冲力大的等离子弧被称为刚性弧 ? 小孔径喷嘴和大流量工作气体容易获得刚性弧29/ 58(3)等离子弧的电特性? 等离子弧的静态伏安特性,即静特性---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------ 等离子弧静特性? 喷嘴限制了等离子弧柱截面积增大 ? 等离子弧相对普通电弧静特性的差别表示在两个方面具有较高的电压容易形成平特性或上升特性 ? 等离子弧静特性与工作气体种类和流量、喷嘴尺寸及电极间距等有关31/ 58(4)等离子弧燃烧稳定性? 使用转移型等离子弧时，会出现一种破坏电弧燃烧稳定性的现象 ? 双弧现象 ? 破坏切割工艺的正常进行? 引起喷嘴烧损---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------ 双弧现象? 在一定的电流及外界条件下，电弧的电压总是力图维持最小数值? 这是电弧物理中的一个重要规律，叫做最小电压原理? 出现双弧时，A1+A2的电压小于等离子弧的电压? 所以喷嘴管道中的电压降与双弧现象由直接联系33/ 58双弧与等离子弧的电压? 为提高电弧的压缩程度，总希望减小喷嘴孔径，拉长等离子弧长度? 提高等离子弧的电压和磁收缩效应? 电压与弧长成正比 ? 从防止双弧现象的角度，应该限制弧长的过度增加 ? 对双弧现象的影响还有一些因素---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------ (二)等离子弧切割设备与工艺1.等离子弧电源 ? 电源输出电流与电源两端电压之间的关系为电源外特性 ? 等离子弧要求电源具有陡降的外特性35/ 58电源的空载电压U0? 为易于引燃等离子弧并使其稳定燃烧，对电源的 U0要求较高? 焊接、喷焊等要求U0＞80V即可? 而切割和喷涂则要求U0＞180V? 空载电压的高低主要取决于被切割材料的厚度? 切割大厚度材料需要更高的空载电压---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------ 等离子弧切割的电源? 常用的电源多数是具有陡降外特性的直流弧焊电源，有专门的型号 ? 有时为了某种工艺或材料而使用交流电源，常见于等离子弧焊 ? 也有用一般弧焊机代替，将几台相同电流种类和外特性的焊机串联 ? 国产等离子弧切割机的空载电压一般为120V~300V，工作电流为320A~ 500A，工作电压为60V~150V37/ 582.等离子弧电极材料? 后电极材料与TIG的电极材料相同，有钨极、钍钨极和铈钨极 ? 纯钨的熔点3400℃，沸点5000℃，基本能满足要求 ? 纯钨应很好给予冷却，以减少烧损 ? 在纯钨中加入1~2%的氧化钍，即为钍钨极，比钨极发射电子能力强 ? 在相同的电极直径情况下，钍钨极可采用大电流而且烧损也较慢---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------ 铈钨极和锆铪电极? 钍钨极具有放射性，对健康有危害 ? 在纯钨中加入2%的铈即为铈钨极? 可减轻放射性污染，而且进一步提高了电子发射能力和工艺性能? 降低电极烧损率，是较为理想的后电极材料 ? 锆铪电极，可用空气作为工作气体 ? 在N2+H2混合气体中工作，寿命接近钍钨极39/ 583.等离子弧工作气体? 常用的工作气体是氮气(N2)、氩气(Ar)、氢气(H2) 或他们的混合气体 ? N2的热焓比较高，化学性能较稳定，危险性小，同时成本低，是用的较广泛的工作气体 ? 氮会溶于钢中形成氮化铁，引起强度增高，塑性降低 ? 氮的纯度应不低于99.5%，若其中含O2或水较多时，会使钨极严重烧损---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------ 工作气体—氩气? Ar的热焓较低，等离子弧电压也低 ? Ar是单原子气体，在高温下不分解也没有吸热作用 ? 比热容和热传导值都很小，因此在氩气中燃烧电弧其热能损失最小 ? 由于Ar的电离电位较高，引弧和燃弧都需要较高的能量 ? 应采取特殊的引弧措施以解决燃弧困难的问题41/ 58工作气体—氩气? Ar是惰性气体，即不与各种金属起化学反应也不溶于金属? 对切割化学性能甚为活泼的金属来说，高纯度的Ar 是良好的保护介质? 氩气比空气重，在空气中的含量约1%，提取成本高? 氩气通常为制氧过程中的副产品，国内工业纯氩已达99.99%---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------ 工作气体—氢气? H2是热焓及导热率最高的气体，具有最大的传递热能的能力? 工作气体中混入H2，会明显提高等离子弧的热功率? 对难熔材料的喷涂及大厚度工件切割时，常用H2作为工作气体? 对绝大多数金属材料来说，H2是还原性气体，可有效防止材料的氧化43/ 58工作气体—氢气、空气? H2是一种可燃气体与空气混合后易燃烧和爆炸 ? 高温下氢可溶于很多熔化金属中 ? 有时影响工艺性，而且侵入钢中的氢容易发生氢脆现象 ? 空气作为工作气体传递热量的能力也相当高 ? 使用压缩空气便宜方便---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------ 工作气体—混合气体 ? 除锆极用空气外，钨极也可用空气作为工作气体 ? 钨极使用空气时，要用双层气流等离子枪，内层气流使用Ar、N2等气体保护钨极不受空气的氧化 ? 比较常用的工作气体是氮氢混合气体、氩氢混合气体 ? 综合了两种气体的优点45/ 58混合气体的注意? 混合比例问题影响切割速度、切口质量及喷嘴寿命 H2:Ar =(20~40)%:(80~60)% H2:N2=(10~25)%:(90~75)% ? 起弧问题在含有大量双原子气中起弧困难一般可在纯Ar或纯N2中起弧---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------4.等离子弧切割工艺? 等离子弧工艺参数有空载电压U0 切割电流I 工作电压U 气体流量Q 切割速度v 喷嘴到工件的距离h 钨极到喷嘴端面的距离l 喷嘴孔径尺寸d47/ 58(1)空载电压U0? 为使等离子弧易于引燃和稳定燃烧，要电源的U0 ＞150V ? 在切割较厚材料时(200mm以上)，U0＞200V ? 切割厚材料时，U0=300~ 400V? 由于空载电压U0高，需注意安全---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------ (2)切割电流和工作电压? 切割电流和工作电压决定了等离子弧的功率 ? 加大切割电流和工作电压可以增加等离子弧的热功率 ? 提高被切割工件厚度和切割速度 ? 切割速度随切割电流的增加而显著增加 ? 随被切割金属厚度的增加，切割电流I对切割速度v 的影响效果变小49/ 58提高功率的有效途径? 增大电流的同时会使弧柱变粗，切口宽度增加，钨极喷嘴容易烧损? 增高电压是提高等离子弧功率的有效途径，特别在切割大厚度材料时? 工作电压U与气体成分和气体流量有关N2的U＞Ar的U H2散热能力强，也需要提高U。
等离子切割方法和要领
等离子切割方法和要领等离子切割是一种常见的金属切割方法，主要用于切割钢铁等金属材料。
它通过高温等离子体将金属材料加热并氧化，然后利用氧化物对金属材料进行切割。
下面我们将详细介绍等离子切割的方法和要领。
一、等离子切割方法1. 准备工作：首先需要确定需要切割的材料及其厚度，并选用适合的等离子切割机。
然后需要准备好切割枪、氧气和惰性气体。
切割枪必须能够承受高温和高压，氧气用于切割金属材料，惰性气体用于保护切割区域。
2. 调整切割机参数：根据材料的厚度和硬度，需要调整切割机的电流、电压、气压等参数。
如果参数设置不正确，会导致切割质量不佳或者切割速度过慢。
3. 启动切割机：将惰性气体和氧气按照比例调节好后，启动切割机。
在切割过程中，需要不断调整氧气和惰性气体的供应比例，以保证切割区域的稳定性。
4. 开始切割：将切割枪放置在需要切割的位置，按下开关开始切割。
在切割过程中，需要保持切割枪的稳定性，以免切割线路不规则或者切割质量不佳。
5. 结束切割：切割完成后，需要关闭氧气和惰性气体的供应，将切割枪放置在安全位置。
等待材料冷却后，即可进行后续加工或者使用。
二、等离子切割要领1. 选用适合的切割机：不同的金属材料需要不同的切割机，所以在选择切割机时需要考虑材料的种类和厚度。
如果切割机的功率过低，会导致切割质量下降，切割速度过慢；如果切割机的功率过高，会导致切割过度，影响材料的使用寿命。
2. 调整切割参数：在使用切割机前，需要根据材料的种类和厚度调整切割机的参数。
如果参数设置不正确，会导致切割质量不佳或者切割速度过慢。
因此，需要根据实际情况进行调整。
3. 保证切割区域的稳定性：在切割过程中，需要保证切割区域的稳定性，以免切割线路不规则或者切割质量不佳。
因此，在切割过程中需要不断调整氧气和惰性气体的供应比例，以保证切割区域的稳定性。
4. 注意安全：在进行等离子切割时，需要注意安全问题。
切割枪需要与地面保持一定的距离，并且需要使用防护眼镜和手套等防护用品，以免发生意外事故。
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常用等离子切割方法及其选用
不锈钢、铝和碳钢为压力容器的常用材料，其下料方法有很多种，等离子切割以其高 效、应用
范围广、切割面光洁、热变形小及适合加工各种形状等特点，成为最常用的下料方 法，在压力容器的制造中起着重要的作用。
由于等离子切割是以工作气体作为导电介质， 携带热量、熔化加工金属并吹除切口中 的熔融
金属来达到切割目的的，因此不同的工作气体对等离子的切割特性、质量、速度等方 面都有明显的影响。
下面介绍几种常用等离子切割方法及其工艺特性和切割不同材料时等离 子切割方法选用。
1常用等离子切割方法及其工艺特性 1.1等离子空气切割法
等离子空气切割法以干燥的压缩空气作为加工气体，
主要用于切割碳钢，也可用于切
割不锈钢和铝。
由于空气主要由氮气和氧气组成，切割碳钢时，切口中氧与铁的放热反应提 供了附加的热量，同时生成表面张力低、流动性好的 FeO 熔渣，改善了切口中熔融金属的流 动性，因此不但切割速度较快，而且切割面较光洁，切口下缘基本不粘渣，切割面斜角较小。
切割不锈钢和铝时，氧与不锈钢中的铬和铝起反应，其切割面较粗糙，一般对切割表面质量 要求较高时不采用这种加工方法。
等离子空气切割法主要存在以下缺点:
(1) 切割面上附有氮化层，焊接时焊缝中会产生气孔，因此用于焊接的切割边，需用 砂轮打
磨，去除氮化层。
(2) 由于存在氧化作用，电极和喷嘴易损耗，使用寿命较短。
由于压缩空气的成本较低，这种切割方法在大批量的非焊接碳钢板的切割中使用较为 广泛。
其不同电流强度下，常用板厚和切割速度之间的关系如图
1所示。
1 . 2等离子氧气切割法
til ~_4处
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等离子氧气切割法以氧气作为工作气体，主要用于切割碳钢、铝。
氧的离解热咼、携 热性好，
粒子复合时的放热量大，投入切割的热量多，因此可获得较高的切割速度。
在加工 碳钢时，因切割过程中的铁一氧反应提供了大量的附加热量， 促进了切割速度的进一步提高
与等离子空气切割法相比，等离子氧气切割法在切割碳钢时有以下优点: (1) 切割速度更快；
(2) 切割面更光洁，呈金属光泽，尤其是无氮化层，切割后可直接用于焊接; (3) 切口下缘不粘渣； (4) 切割变形小，精度高。
等离子氧气切割法也存如下缺点：
(1) 因氧化作用强，电极损耗更快，使用寿命短； (2) 切割面斜角较大。
其不同电流强度下，常用板厚和切割速度之间的关系如图
2、图3所示
1. 3 等离子氮气切割法
等离子氮气切割法以氮气作为工作气体，主要用于切割不锈钢。
氮的导热和携热性能 较好，
弧柱也较长，因此具有较好的切割能力。
但切割的表面质量不是很好，且切割面有氮 化物。
相对氧气而言，氮气的价格较低，因此这种切割方法一般只用于对切割表面质量要求 不高且不直接用于焊接的不锈钢下料。
其不同电流强度下，常用板厚和切割速度之间的关系如图
4所示。
图4
等西子空气切割歿钢
圈2等齊子類％切鬱碳洌
图3哥牌子H 气烟期铝
2
3 J 5 A K 10 12 H Ifi
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1.4 等离子氩一氢气切割法
等离子氩一氢气切割法以氩和氢的混合气体作为工作气体，主要用于切割不锈钢和铝。
氩易电离，可形成稳定的等离子弧，加之原子量大，等离子流的动量也大。
而氢的导热性好, 电离粒子复合时放热量高。
两者相结合能形成稳定、能量密度高、弧柱长的等离子弧，切割 能力强，切口宽度和切割面斜角较小，切口光洁，切割中产生的氮氧化物较少，是等离子切 割中切割质量较好的一种方法。
但这种切割方法使用混合气体作为工作气体，须增加一混合 装置，使氩和氢很好地混合在一起。
由于氩气和氢气的价格较高，且氢气为危险气体，一般这种切割方法主要用于切割其 他等离子
切割无法加工的对切口要求较高的较厚不锈钢和铝工件，且使用环境符合安全要求 的情况下。
其不同电流强度下，常用板厚和切割速度之间的关系如图 5、图6所示。
1 • 5等离子氮气水涡流切割法
等离子氮气水涡流切割法以氮气作为工作气体，主要用于切割不锈钢和铝。
工作气体 通过涡流
环形成涡旋气流，使等离子流也以涡旋方式射向工件，从而可获得一个斜角极小的 切割边。
在工作气体的周围，是经过处理的高压水流，使电弧能量密度大大提高，形成了温 度极高、挺度好及流速大的等离子弧。
另外，部分水离解成氢和氧，对切割过程也有一定的 促进作用。
和其他等离子切割方法相比等离子氮气水涡流切割法具有以下特点： (1) 切割速度快；
(2) 切割质量好。
切口宽度小，切割面光洁，斜角极小，切口下缘不粘渣 (3) 切割变形很小，精度高； (4) 喷嘴寿命长；
(5) 适合水下加工，基本无烟尘和弧光，噪声低。
其不同电流强度下，常用板厚和切割速度之间的关系如图
7、图8所示。
BB5祥商子•-氮气切削不榜铜
Ee 第离子切制铝
E7尊蘑子氨气祸流切5M不镑钢
图目等离子氮吨水満流切割铝
2切割不同材料时等离子切割方法选用
由上述可知，对于不同的切割材料及切割要求，有多种等离子切割方法可以选用。
下面从切割速度、切割质量、切割变形、焊前处理、操作成本等方面，对切割不锈钢、铝和碳钢时常用等离子切割方法进行比较，具体操作时可根据不同的切割要求选用合适的切割方法。
2 .1不锈钢（见表1）
表1三种等离子切割方法切割不锈钢材料的比较
几种常用不锈钢材料切割方法的切割速度比较如图9
2 . 2铝（见表2）
表2三种等离子切割方法切割铝材料的比较
几种常用铝材料切割方法的切割速度比较如图10
1 1 K3 * K 10 1
2 M
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图10铝切割速磨出较（电iftQOA）
2 . 3碳钢（见表3）
表3两种等离子切割方法切割碳钢材料的比较
几种常用碳钢材料切割方法的切割速度比较如图11
11 速黄比较（电班90A）。